穿黄隧洞盾构施工进度仿真研究

盾构法是穿黄工程中的核心技术,对盾构机进行施工仿真研究在国内外尚不多见。由于受地质条件、掘进参数等一系列因素的影响,在盾构机参数的选择上存在很多的不确定因素。针对南水北调穿黄隧洞黄河段的地质条件及泥水盾构机的施工特性,利用计算机系统模拟技术,提出用工程类比和正态分布随机数相结合的方法对盾构机掘进速度进行模拟,并计算工期、统计资源强度等。仿真结果与设计施工进度基本吻合,仿真效果较好,表明该仿真研究可为隧洞施工组织设计提供科学有力的分析工具,可作为现场参数调整的依据,对保障穿黄隧洞黄河段施工工作的顺利进行,提高穿黄工程的科学化管理水平都有一定的实用价值。     

双转子自同步系统同步行为分析

同步现象广泛存在于工程领域中,双偏心回转式激振器驱动的同步振动系统可以简化为一个双转子自同步系统.以某典型万能同步实验台为对象,定量研究几种典型情况时该自同步振动系统各参数变化的规律及其同步特征,结果充分验证了该类振动系统具有自行恢复同步的能力.以该实验台实测数据为参考,与实测结果进行对比,证明了仿真计算结果的合理性.并且,通过实验和仿真发现激振力不等情况下,即使关掉激振力大的电动机电源,系统仍能自行恢复振动同步状态.     

双转子自同步系统同步行为分

同步现象广泛存在于工程领域中，双偏心回转式激振器驱动的同步振动系统可以简化为一个双转子自同步系统。以某典型万能同步实验台为对象，定量研究几种典型情况时该自同步振动系统各参数变化的规律及其同步特征，结果充分验证了该类振动系统具有自行恢复同步的能力。以该实验台实测数据为参考，与实测结果进行对比，证明了仿真计算结果的合理性。并且，通过实验和仿真发现激振力不等情况下，即使关掉激振力大的电动机电源，系统仍能自行恢复振动同步状态。     

柱棒式超磁致伸缩振动能量收集装置建模与实验

针对目前超磁致伸缩式振动能量收集在理论研究上的不足,根据超磁致伸缩材料的材料特性,设计了一种柱棒式超磁致伸缩能量收集装置(GMEHD),并对其工作原理进行了阐述。结合GMEHD的结构特点,建立了装置的输入输出模型,推导了输出电压计算公式,对系统在正弦激励下的响应进行了求解;根据线圈结构,通过电路分析,对线圈匝数进行了优化。利用仿真软件COMSOL Multiphysics,建立了GMEHD有限元模型,得到其仿真结果。在上述基础上制作了GMEHD样机,搭建了实验测试系统,得到了不同频率正弦力作用下GMEHD输出电动势曲线,并与模型计算值和仿真结果进行了对比。结果表明:在1、10、50 Hz单位正弦激励下,GMEHD输出电动势幅值分别为2、15、75 m V,相位超前于输入力π/2。实验与模型计算和仿真分析结果基本吻合,验证了模型的准确性,为GMEHD优化设计提供了参考依据。     

R刀切削力系数辨识及动态切削力建模

现有端铣切削力模型是针对平头铣刀建立的,忽略了刀具几何外形对切削力系数及动态切削力的影响.通过对R刀几何外形分析,沿切削刃将铣刀进行离散化处理,对切削刃微元施用瞬时刚性力模型,通过坐标变换和数值积分获得R刀的动态切削力模型,推导出其切削力系数实验辨识公式.为验证模型的正确性,设计了仿真程序和切削实验,仿真和切削实验结果的一致证实了模型的正确性.     

基于虚拟样机技术的车用柴油机曲轴系统动态特性研究

结合多体动力学和有限元方法对柴油机曲轴的振动特性进行了分析,建立了柔性曲轴的曲轴系统多体动力学模型,分析得出主轴承反力和活塞侧向力以及曲轴的扭转振动,并将扭转振动和实验结果比较,验证了仿真结果的正确性。     

电镍导电棒抛光参数对抛光效果的影响研究

针对电镍导电棒抛光在实际生产中存在的问题,对抛光辊压入量与导电棒表面受到的去除力的关系进行了研究。进行了ADAMS运动学仿真和实验效果分析,讨论了导电棒与抛光辊压入量的大小对导电棒所受压力和去除力的影响,得出不同压入量下导电棒所受去除力的值。研究结果表明,随着导电棒与抛光辊压入量的增加,在抛光时导电棒受到的压力与去除力也随之增大,且摩擦力去除力并不恒定,而是在一定范围内波动,最后通过实验得出导电棒表面抛光最优的压入量。     

圆锥和平面形磁极高速电磁铁动态特性对

对电磁铁吸合和释放过程作了详细探讨,建立了高速电磁铁的电、磁、机耦合动态数学模型,导出动态力的增量方程并进行分析,指出动态特性可由静态特性间接分析获得.在不同结构参数下,对圆锥形和平面形磁极高速电磁铁进行实验和仿真,对比两者动态特性获得适用范围,研究结果为高速电磁铁的工程设计提供了参考依据.     

基于模糊控制的播种机精密单体播深控制仿真研究

为了提高播种机单体播深控制的精度和速度及研究播种机作业过程中土壤的变化规律,设计了一种新的播种机单体控制系统,在播种自动化控制环节中引入了模糊算法和PID闭环控制,建立了播深模糊控制的数学模型,并通过多软件联合仿真的方式对控制系统进行了仿真实验,验证了算法的有效性和可靠性。利用MatLab线性回归算法得到播深和施加力的线性回归方程,通过播深的反馈调节对施加力进行模糊控制,使用Mat Lab模糊控制工具箱设置了控制参数,最终实现播种机精密PID闭环控制。应用Pro/E软件设计了精密播种机三维参数化模型,将模型导入到ADAMS软件中进行了运动仿真,将结果和Mat Lab计算得到的结果进行对比发现:其误差小于10%,说明仿真结果是可靠的。     

采摘机器人机械手夹紧装置优化设计——基于Pro/E和ADAMS联合仿真

采摘机器人作业过程中,果实的机械损伤是影响采摘效果的主要因素之一。为了降低采摘机械手对果实的伤害、缩短设计周期、降低实验成本,提出了一种新的机械手夹紧装置的优化设计方法。该方法利用软件的联合虚拟仿真功能,实现了虚拟环境下夹持机构夹紧力的计算与同步优化。同时,构建了采摘机械手虚拟样机多体系统框架,设计了采摘机械手仿真计算的多体动力学模型,利用Pro/E软件建立了机械手的数字化模型,并导入ADAMS中进行了模拟仿真分析;通过计算得到了不同机械手手指尺寸的夹紧力大小。由夹紧力的多组仿真结果可以得到:在不超过水果破碎夹紧力阈值时,最大夹紧力所对应的机械手手指长宽比,从而有效缩短了机械手的设计周期,提高了设计效率,为采摘机器人的研究提供了重要的数据参考。     

成形法加工螺旋锥齿轮铣削力模型

根据成形法加工螺旋锥齿轮的几何理论,推导了任意时刻切削厚度和切削宽度的计算公式,建立了成形法加工螺旋锥齿轮大轮的动态铣削力模型,通过单因素实验标定了铣削力系数,编写了成形法加工螺旋锥齿轮大轮动态铣削力仿真程序.为验证动态铣削力模型的有效性,设计了实验装置.铣削力计算结果和实验结果的误差不超过±15％,证明了铣削力模型的正确性.     

机械化硬枝嫁接接口形式的研究

目前,机械化硬枝嫁接接口形式均为传统手工嫁接接口形式,存在结构复杂、接口易开裂等缺点,不适用于机械化硬枝嫁接。为此,对其接口形式进行研究,提出了4种机械化硬枝嫁接接口形式。为了确定最优的嫁接口形式,分别对4种接口形式中的砧木与穗木设置8.4°、11.4°和14.4°等3种角度差,利用ABAQUS软件建立了砧木与穗木进行对接的有限元模型,并对其进行应力、接口开裂难易程度与夹持力分析。结果表明:斜V型嫁接口短削面外部区域的应力较集中且应力值较大,易使短削面产生塑性变形;瓶颈型嫁接口由于颈部的圆弧形结构减少了应力集中,因此该接口处的应力值最小,但其接口形状复杂;滑梯型嫁接口应力主要集中在短削面底端附近,应力区域随角度差增加逐渐缩小,但该区域内的应力值最大,易使短削面产生塑性变形;矩型嫁接口结构简单,且接口处的应力值较小,应力区域没有向外扩大,削面中应力分布也比较均匀,有利于实现机械化嫁接;与其他3种形式嫁接口相比,矩型嫁接口中砧木接口最难开裂,更利于保证嫁接的成活率;斜V型与滑梯型嫁接口的短削面间夹持力最大,长削面间夹持力较小,二者长、短削面间夹持力相差较大,不利于对接后接口的稳定;矩型嫁接口的夹持力比瓶颈型的大,更利于对接后接口的稳定。在此基础上,进行了夹持力实验,并将实验结果与仿真结果进行对比,结果表明:斜V型嫁接口在角度差为8.4°时,短削面间和长削面间的夹持力的仿真值和实验值相对误差最大,分别为12.04%和11.54%,仿真值和实验值吻合较好,验证了仿真值的可行性。     

摩托车车架振动特性分析

采用UG软件对某摩托车车架进行CAD建模,利用MSC.PATRAN/NASTRAN软件建立其有限元模型,并进行了自由模态的计算机仿真分析;利用LMS实验模态分析系统对该车架进行了实验模态分析,验证了计算机仿真结果;结合计算机仿真模态结果和实验实测模态结果,分析了该车架的振动特性。     

管带式汽车散热器匹配特性仿真

以汽车冷却系统中的管带式散热器为研究对象,建立了管带式散热器的传热和流动阻力的数学模型,运用温度效率-传热单元数法对散热器的温度效率、传热以及阻力进行校核,并编制了相应的计算程序,对散热器在不同工况的匹配特性进行仿真计算,将仿真结果与实验数据进行比较分析,仿真结果与实验值基本吻合。     

基于虚拟样机技术压力机曲柄滑块机构的敏感度分析

为了研究曲柄和连杆的尺寸对压力机的压紧力大小的影响,针对某压力机的曲柄滑块机构进行敏感度分析,找出对压紧力影响较大的因素。首先根据压力机的物理样机抽象出几何模型,由压力机的实际参数确定仿真分析的初始条件。根据初始条件在ADAMS中建立压力机的参数化虚拟样机,并进行仿真分析。经过设计研究找出对滑块压紧力影响较大的因素,为压力机的压紧力优化提供设计变量选择的依据。     

基于Neo-Hooken的介电弹性体单轴拉伸发电特性研究

为研究介电弹性体发电机(DEG)在单轴拉伸下的发电特性,结合Neo-Hooken模型建立了DEG在单轴拉伸下的机电耦合数学模型,运用Matlab/Simulink软件建立了DEG的单轴发电仿真模型,对DEG的发电过程及拉伸力、拉伸率、初始电压与电势差之间的关系进行了仿真研究,通过搭建DEG发电测试试验台,进行了试验研究并与仿真结果进行对比。仿真和试验结果表明在单轴拉伸收缩发电过程中,DEG两端电压先降后升;在初始拉伸时和即将拉伸至最大时电压有两个突变点;电势差随着初始电压、拉伸力的增加而近似线性增加。     

装备无级变速器的整车前向模型建立与仿真

在车辆无级变速器(CVT)产品开发过程中,应用前向仿真可以真实地模拟实际汽车行驶工况.建立装备CVT的整车前向模型,通过仿真过程分析,调整CVT产品结构参数,提高了仿真结果的可信度和精度,实现了对CVT控制策略的设计,缩短了CVT产品工程开发的时间和费用,仿真分析与实车实验结果对比分析表明所建模型有较高的准确性,可应用于CVT产品开发.     

基于驾驶员肌肉力的转向操纵舒适性研究

针对汽车驾驶员转向操纵过程中的舒适性问题,从生物力学角度出发,提出了一种基于驾驶员上肢主要肌肉的肌肉力的转向操纵舒适性评价方法。利用模拟驾驶平台进行模拟转向实验,采集人体上肢运动学及动力学数据,在人体上肢骨骼肌肉模型的基础上,对转向操纵过程进行仿真分析,在上肢主要肌肉的肌肉力的基础上,建立转向操纵舒适性评价模型,结合主观评价结果验证了该评价方法的可行性。     

混合边界条件下混凝土结构温度应力仿真分析

根据太阳辐射的日变化规律，仿真分析混凝土结构施工期及运行期温度场及温度应力。考虑了太阳辐射、气温、水化热、间歇期等因素，采用二维有限元方法编制了混凝土施工期温度场和应力场程序，将不同情况混凝土的温度场和应力场进行对比分析。计算结果表明，在仿真分析中考虑太阳辐射直接进入混凝土的混合边界方法与等效气温法有一定的差异。在实际工程中，由于混凝土浇筑层比较多，温度应力仿真分析需要大量的计算时间，因此提出了考虑太阳辐射热的实用算法，对实际工程具有一定的指导意义。     

基于遗传算法的纯电动卡车动力系统参数匹配及优化设计

以某纯电动卡车为研究对象,在对其要求的动力参数进行分析研究的基础上,对电动汽车动力系统主要部件参数进行了较为合理、简洁的选择与匹配。利用设计出来的动力参数在仿真软件CRUISE上建立纯电动汽车的动力电池、驱动电机、传动系以及车身的整车动力性模型,并用CRUISE对其进行了仿真实验。针对动力性能要求和续驶里程要求,利用遗传算法优化传动系传动比,并对得到的优化结果予以仿真,仿真结果验证了优化方法和优化结果的正确性。